HIDROGENO EN LA AVIACION

Imagen: Airbus

La investigación del hidrógeno como potencial portador de energía para impulsar futuros aviones de emisión cero se ha intensificado en los últimos años. Pero el camino hacia los aviones propulsados ​​por hidrógeno requiere un esfuerzo significativo dentro y fuera de la industria de la aviación. Desde el almacenamiento de hidrógeno, el costo y la infraestructura hasta las percepciones del público sobre la seguridad, el sector de la aviación está trabajando para madurar la tecnología mientras aborda algunos desafíos importantes. 

El hidrógeno se considera cada vez más como una de las tecnologías de emisión cero más prometedoras para los aviones del futuro . Sin embargo, a pesar del hecho de que el hidrógeno tiene una densidad de energía por unidad de masa que es tres veces mayor que el combustible para aviones tradicional, se deben abordar una variedad de desafíos antes de que pueda ocurrir una adopción generalizada. 

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Desde el punto de vista técnico, los ingenieros aeronáuticos deberán tomar las tecnologías desarrolladas en las industrias automotriz y espacial y hacer que la tecnología sea compatible con las operaciones de aviones comerciales, en particular reduciendo el peso y el costo. Un desafío específico es cómo almacenar hidrógeno a bordo del avión. Hoy en día, el almacenamiento de hidrógeno líquido se encuentra entre las opciones más prometedoras, mientras que almacenar hidrógeno como gas comprimido plantea desafíos con los requisitos actuales de peso y volumen de las aeronaves.

Además, la industria de la aviación deberá alcanzar los mismos o mejores objetivos de seguridad que los que se han logrado con los aviones comerciales existentes. De hecho, en la actualidad se tienen en cuenta amplias precauciones de seguridad en el diseño y funcionamiento de los aviones propulsados ​​por queroseno. Este enfoque estricto ha garantizado el historial de seguridad constante de la industria a lo largo de los años. Por lo tanto, los futuros sistemas de propulsión de hidrógeno deberán alcanzar niveles de seguridad equivalentes o mejores antes de que los aviones propulsados ​​por hidrógeno puedan volar. 

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El hidrógeno verde rentable y las asociaciones entre industrias serán obligatorias para hacer realidad el vuelo con cero emisiones.

– Glenn Llewellyn, vicepresidente de Airbus, aviones de emisión cero

En el camino hacia el hidrógeno verde

Otro desafío clave para la adopción generalizada es la disponibilidad y el costo del hidrógeno líquido en los aeropuertos. El hidrógeno está disponible en grandes cantidades en los océanos, los lagos y la atmósfera; sin embargo, debe separarse del oxígeno del agua para poder utilizarlo con fines industriales. 

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En la actualidad, cada año se producen más de 70 millones de toneladas de hidrógeno , cuya principal fuente de extracción es el gas natural (es decir, el hidrógeno gris). Cuando se extrae a través de combustibles fósiles, la producción de hidrógeno consume mucha energía y es responsable de alrededor de 830 millones de toneladas de emisiones de CO2 al año . Sin embargo, los electrolizadores, que funcionan con electricidad generada a partir de energías renovables, ofrecen una alternativa de bajas emisiones. Este proceso, que da como resultado «hidrógeno verde», implica la electrólisis del agua para extraer hidrógeno. 

En la actualidad, menos del 0,1% de la producción mundial de hidrógeno dedicado se considera hidrógeno verde, pero eso podría cambiar. Entre 2014 y 2019, la producción mundial de electricidad eólica se duplicó, mientras que la producción mundial de electricidad solar se cuadruplicó . La Agencia Internacional de Energía (AIE) predice que el rápido crecimiento del mercado de las energías renovables, particularmente la solar y la eólica, durante la próxima década aumentará exponencialmente la disponibilidad de electricidad renovable, reduciendo así su costo. Y la demanda de electrolizadores capaces de producir hidrógeno verde ya está creciendo rápidamente con una capacidad de electrolizador esperada de 40 GW en la UE para 2030 . La mayor disponibilidad de hidrógeno verde ayudará a reducir su costo hasta en un 30% para 2030 y en un 50% para 2050. 

Este calendario de 2030 está en línea con la entrega anticipada de Airbus de su programa ZEROe . De hecho, según Glenn Llewellyn, vicepresidente de aviones de cero emisiones, Airbus tiene como objetivo el uso de hidrógeno verde para alimentar sus futuros aviones de cero emisiones. Él cree que la disminución de los costos de la energía renovable y el aumento de la producción de hidrógeno podrían hacer que el hidrógeno verde sea cada vez más competitivo en costos con las opciones existentes , como el combustible para aviones y los combustibles de aviación sostenibles. 

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“El hidrógeno verde rentable y las asociaciones entre industrias serán obligatorias para hacer realidad el vuelo sin emisiones”, dice.

Garantizar la disponibilidad de hidrógeno en los aeropuertos de todo el mundo

Pero para que el hidrógeno realmente logre una adopción generalizada en la industria de la aviación, debe estar disponible en los aeropuertos de todo el mundo. 

Y el avance en esta área está en su infancia. Uno de los principales desafíos es desarrollar las soluciones de infraestructura y transporte a gran escala necesarias para suministrar a los aeropuertos las cantidades necesarias de hidrógeno para alimentar aviones.

Un estudio reciente de la IEA sugiere que la reutilización de la infraestructura existente, incluidos los millones de kilómetros de tuberías que se utilizan hoy para transportar gas natural, podría ser una solución rentable. Por tanto, se podrían transportar mayores cantidades de hidrógeno a través de tuberías desde los sitios de producción, mientras que cantidades más pequeñas se podrían transportar en camión. Además, algunas ubicaciones de aeropuertos podrían desarrollar la infraestructura necesaria para respaldar la producción de hidrógeno en el sitio, particularmente si hay un suministro de energía renovable cerca. 

Airbus está colaborando actualmente con aeropuertos y aerolíneas para garantizar que se cuente con la infraestructura de hidrógeno necesaria. Esto incluye la investigación sobre cómo todo el transporte terrestre asociado al aeropuerto (es decir, camiones de carga, autobuses de pasajeros, remolcadores de aviones, etc.) podría descarbonizarse durante el período de 2020 utilizando un enfoque escalonado, que se espera que allane el camino hacia la disponibilidad de hidrógeno para las aeronaves. el plazo de la década de 2030.

Cambiando la percepción pública sobre el hidrógeno

Durante más de 40 años, el hidrógeno se ha utilizado con seguridad en grandes cantidades como sustancia química industrial y como combustible para la exploración espacial. De hecho, cada año se transportan y manipulan varios millones de metros cúbicos de hidrógeno . Sin embargo, la percepción pública sobre la seguridad del hidrógeno todavía es mixta: solo el 49,5% de los encuestados en una encuesta reciente cree que el hidrógeno es «generalmente seguro». A lo largo de los años, esta percepción sin duda ha sido moldeada negativamente por incidentes como el desastre de Hindenburg de 1937. 

Sin embargo, lo interesante de la encuesta es que el 73,2% de los participantes respondió favorablemente a la segunda pregunta sobre la «disposición a utilizar modos de transporte impulsados ​​por hidrógeno». A medida que el hidrógeno se convierte cada vez más en un pilar en el desarrollo de nuevas soluciones de transporte como automóviles y autobuses, es probable que cambie la percepción pública sobre el hidrógeno, lo que debería influir positivamente en la adopción del hidrógeno en los aviones.

El camino hacia la adopción generalizada del hidrógeno en la aviación aún es largo. Pero se espera que la coordinación internacional entre industrias apoye el desarrollo de la economía del hidrógeno, un esfuerzo importante para ayudar a cumplir los ambiciosos objetivos globales de descarbonización durante las próximas dos décadas.

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